NL1029892C2

NL1029892C2 - Spin-transistor en vervaardigingswijze ervan.

Info

Publication number: NL1029892C2
Application number: NL1029892A
Authority: NL
Inventors: Ying-Wen Huang; Chi-Kuen Lo; Yeong-Der Yao; Lan-Chin Hsieh; Jau-Jiu Ju; Der-Ray Huang
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2008-01-22
Also published as: KR100795246B1; US7235851B2; FR2876838A1; NL1029892A1; JP2006086490A; DE102005043329A1; JP4574367B2; US20060054930A1; KR20060051405A

Description

SPIN-TRANSISTOR EN VERVAARDIGINGSWIJZE ERVAN

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

5 Toepassingsgebied van de uitvinding

De huidige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op transistoren en vervaardigingswijzen daarvan, en meer in het bijzonder op spin-transistoren en vervaardigingswijzen daarvan.

10

Aanverwante techniek

Conventionele spin-transistoren kunnen elektronische componenten zijn die gebruik maken van een magnetisch veld om een elektrische stroom te regelen. Het effect van spin-15 transistoren kan gelijk zijn aan het effect van conventionele transistoren. Een elektron kan twee spin-toestanden hebben: spin-up en spin-down. De spin-toestanden van het elektron kunnen regelparameters zijn in conventionele transistoren.

Conventionele spin-transistoren kunnen een extra 20 regelparameter hebben, namelijk een magnetisch veld. Het magnetisch veld waarvan gebruik wordt gemaakt door een conventionele spin-transistor kan de elektrische stroom regelen door de spin-toestanden van de elektronen te beïnvloeden. Elektronische apparatuur met conventionele spin-25 transistoren kan zodoende een uitgebreidere werking hebben in vergelijking met elektronische apparatuur waarin alleen conventionele transistoren zijn opgenomen.

Conventionele spin-transistoren kunnen een tweevoudige potentiële energie barrière constructie hebben 30 (dat wil zeggen in de conventionele spin-transistor kunnen twee potentiële energie barrières worden gecombineerd met een magnetisch weerstand biedend element). De tweevoudige potentiële energie barrière constructies kunnen zo worden 1 0 2 9 8 9 2 2 uitgevoerd dat er een magneto-elektrische stroom door de conventiele spin-transistor kan lopen.

Andere conventionele spin-transistoren kunnen een eerst en een tweede silicium onderlaag hebben van het ion-5 gedoteerde n-type die zo zijn geplaatst dat elke onderlaag naar de andere onderlaag is gericht. De eerste en tweede siliciumonderlagen van het ion-gedoteerde n-type kunnen vacuüm aan elkaar zijn verbonden, zodat ze respectievelijk een emitter en een collector vormen. Tussen de eerste en de 10 tweede silicium onderlagen van het ion-gedoteerde n-type kan een metalen spin-klep (dat wil zeggen een basis) worden aangebracht.

De conventionele spin-transistor kan verder twee stel lagen omvatten. Het eerste tweetal lagen kan een emitter 15 omvatten (dat wil zeggen de eerste silicium onderlaag van het ion-gedoteerde n-type) en een basis (dat wil zeggen de metalen spin-klep), waarbij het tweetal lagen respectievelijk is gemaakt van platina (Pt) en kobalt (Co). Het tweede stel lagen kan een basis met collector omvatten (dat wil zeggen 20 de tweede silicium onderlaag van het ion-gedoteerde n-type), waarbij het tweetal lagen respectievelijk is gemaakt van koper (Cu) en Co. De hierboven beschreven primaire en secundaire lagen paren kunnen de opbouw vormen van een Schottky barrière diode.

25 Wanneer er een positief spanningsverschil wordt aangebracht op de emitter (dat wil zeggen de eerste silicium onderlaag van het ion-gedoteerde n-type) en de basis (dat wil zeggen de metalen spin-klep), kunnen snelle elektronen een drempelwaarde van de energiebarrière overschrijden en kunnen 30 ze door de energiebarrière in de collector stromen. De geleiding van de snelle elektronen kan ervan afhankelijk zijn of de twee Co-lagen (dat wil zeggen de twee potentiaalbarrières) in de metalen spin-klep al dan niet in 1029892 3 dezelfde richting zijn gemagnetiseerd.

Als het uitwendig magnetisch veld zwak is, kunnen de magnetiseertoestanden van de twee Co-lagen anti-parallel zijn. In dit geval kan er niet-elastische spin-verstrooiing 5 optreden van de spin-up of spin-down elektronen en de elektronenstroom naar de collector kan betrekkelijk klein zijn.

Als het uitwendig magnetisch veld sterk genoeg is om de magnetiseer richtingen van de twee Co-lagen evenwijdig te 10 laten zijn, kan de kans op het optreden van een stroom spin-up elektronen worden vergroot, waardoor de elektrische stroom toeneemt. Met conventionele spin-transistoren kan er bij normale omgevingstemperatuur in de magneto-elektrische stroom een fluctuatie van de stroomsterkte optreden van meer dan 15 200%. De afgevoerde elektrische stroom van conventionele spin-transistoren zal echter klein zijn, waardoor hun toepassing beperkt blijft tot toepassingen met lage stroomsterkte, (bijvoorbeeld in een gebied van 1,287 pA tot 44 pA). Verder kan het moeilijker zijn om conventionele spin-20 transistoren te miniaturiseren.

Een andere conventionele spin-transistor kan een magnetische tunnellaag omvatten die is uitgevoerd als een basis vlak bij een collector, waarbij de collector bestaat uit een GaAs onderlaag van het n-type. De conventionele spin-25 transistor kan zijn opgebouwd als een Schottky barrière diode. Op de basis kan een aluminium laag zijn aangebracht en deze kan zijn geoxideerd tot een aluminiumoxide (A1203) laag. Op de aluminiumoxide laag kan een emitter laag zijn aangebracht, waardoor er nog een Schottky barrière diode 30 structuur ontstaat. De hierboven beschreven opbouw kan bestaande problemen bij het vervaardigen van conventionele spin-transistoren verkleinen, met inbegrip van die welke verband houden met miniaturisatie en/of een vergrote 1029892 4 fluctuatie van de magneto-elektrische stroomsterkte. Meet deze methode kan bijvoorbeeld een fluctuatie van de stroomsterkte worden bereikt van meer dan 3400% bij lagere temperaturen (bijvoorbeeld 77 Kelvin). De GaAs onderlaag kan 5 echter duurder zijn en/of de aluminiumoxidelaag kan ongelijkmatig van opbouw zijn. Verder kan het bij de hierboven beschreven conventionele spin-transistor nodig zijn de toegevoerde elektrische stroom laag te houden teneinde schade aan de aluminiumoxide in de aluminiumoxide laag te 10 beperken of te voorkomen. In directe relatie hiermee zal, aangezien er bij de hierboven beschreven conventionele spin-transistor alleen maar gebruik kan worden gemaakt van een lage aangevoerde elektrische stroomsterkte, de afgevoerde elektrische stroomsterkte van de conventionele spin-15 transistor ook lager zijn, waardoor hun gebruik beperkt blijft tot toepassingen met lage stroomsterkte. Verder kan de hierboven beschreven conventionele spin-transistor het bovendien noodzakelijk maken dat er alleen bij lagere temperaturen wordt gewerkt, om nog te kunnen beschikken over 20 een acceptabele fluctuatie van de magneto-elektrische stroomsterkte.

Een nog weer andere conventionele spin-transistor kan een magnetische tunnel transistor omvatten, die de werk temperatuur van de spin-transistor met een tweevoudige 25 potentiële energiebarrière kan verhogen. Bij normale omgevingstemperatuur kan de conventionele spin-transistor een uitgaande elektrische stroom leveren van wel 1 μΑ, en/of de fluctuaties in de magneto-elektrische stroomsterkte kunnen toenemen tot 64%. In deze conventionele spintransistor kan er 30 een 3 nm dikke laag bestaande uit een kobalt-ijzer legering (C084Fe16) zijn aangebracht als basis op een emitter die bestaat uit een GaAs onderlaag van een n-type. Op de laag kobalt-ijzer legering (dat wil zeggen de basis) kan een 1029892 5 aluminium laag zijn aangebracht die is geoxideerd tot een aluminiumoxide laag. Op de aluminiumoxide laag kan als emitter een (C084Fe16) laag van 5 nm zijn aangebracht. Op de emitter kan een opsluitende laag als coating zijn 5 aangebracht. De opsluitende laag kan anti-ferromagnetisch Ir22Mn78 bevatten. De opsluitende laag kan de magnetische dipool van de emitter vastzetten. De opsluitende laag kan zijn afgedekt met een 5 nm dikke laag tantalium (Ta). De magnetische dipool van de basis kan zodoende worden veranderd 10 zonder dat de magnetische dipool van de emitter wordt beïnvloed. Op deze wijze kan de spinrichting van een geïnjecteerd elektron worden bestuurd.

De hierboven beschreven conventionele spin-transistor kan echter een GaAs onderlaag bevatten. De GaAs onderlaag kan 15 duur zijn. Verder kan de aangebrachte aluminiumoxide laag ongelijkmatig van opbouw zijn. Aangezien er voor een magnetische weerstand biedend element met een grotere fluctuatie van de elektrische stroom een hoogwaardiger (dat wil zeggen meer uniforme) laag nodig kan zijn, kan het 20 fabricageproces ingewikkelder worden omdat het moeilijk kan zijn een meer uniforme aluminiumoxide laag te maken.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

25 Een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding is een spin-transistor met een emitter met een eerste weerstandslaag, een collector om te voorzien in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige potentiaalbarrière van de spin-transistor is, en een basis 30 die de emitter en de collector koppelt.

Een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding is een spin-transistor met een collector die voorziet in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de 1029892 6 enige potentiaalbarrière van de spin-transistor is, en een emitter en een basis die een eerste magnetische weerstand biedend element vormen, waarbij de emitter en de basis een instelbare weerstand hebben, waarbij de instelbare weerstand 5 berust op een magnetisch veld, en waarbij de basis is geplaatst tussen de emitter en de collector om de emitter en de collector te koppelen.

Een andere voorbeeldsuitvoering van de huidige uitvinding is een werkwijze voor het maken van een spin-10 transistor met een collector die voorziet in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige potentiaalbarrière van de spin-transistor is.

Een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding is een spin-transistor met een collector die 15 voorziet in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige potentiaalbarrière van de spin-transistor is.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

20 De huidige uitvinding zal duidelijker worden uit een gedetailleerde beschrijving van de voorbeelduitvoeringen ervan met verwijzing naar de bij gevoegde tekeningen, waarin:

Fig. 1 een schematisch aanzicht weergeeft van een spin-transistor 100 volgens een voorbeelduitvoering van de 25 huidige uitvinding,

Fig. 2 de spin-transistor 100 van fig. 1 samen met een meetinrichting 200 weergeeft volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding,

Fig. 3 een grafiek is van meetresultaten voor de 30 veranderingen van de stroomsterkte verkregen met de meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding,

Fig. 4 een andere grafiek is van meetresultaten voor 1029892 * 7 de veranderingen van de stroomsterkte verkregen met de meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding,

Fig. 5 een andere grafiek is van meetresultaten voor 5 de veranderingen van de stroomsterkte verkregen met de meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding,

Fig. 6 een andere grafiek is van meetresultaten voor de veranderingen van de stroomsterkte verkregen met de 10 meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN VOORBEELDUITVOERINGEN VAN DE

UITVINDING

15

Fig. 1 geeft een schematisch aanzicht weer van een spin-transistor 100 volgens een voorbeeld uitvoering van de huidige uitvinding.

In een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding 20 kan de spin-transistor 100 een emitter 10, een basis 120, een basis weerstand 121, een collector 130 en/of een ohmse contactlaag 131 bevatten.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de emitter 110 een magnetische weerstand 25 biedend element bevatten.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de emitter 110 een magnetische weerstand biedend element omvatten dat bestaat uit tenminste één dunne magnetische laag. Deze ene dunne magnetische laag kan een 30 daarmee overeenkomende unieke weerstand leveren. Deze unieke weerstand kan berusten op de eigenschappen van een uitwendig magnetisch veld.

In een andere voorbeelduitvoering kan de collector 30 1029892 » 8 een passief element zijn.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan het passieve element (dat wil zeggen de collector 130) elk type diode en/of weerstand zijn.

5 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding, kan de diode een p-n junction diode, een p-i-n diode, een Schottky-barrier diode, een planar-doped barrier diode, een tunnel diode, een resonant-tunneling diode, een resonant-interband-tunneling diode, een single-barrier tunnel 10 diode, een single-barrier interband-tunneling diode, een real-space-transfer diode, een heterostructure hot-electron diode, een impact-ionization-avalanche transit-time diode, een barrier-injection transit-time diode, een p-i-n fotodiode, een Schottky-barier fotodiode en/of een avalanche 15 fotodiode.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de collector 130 een p-n diode omvatten. De p-n diode kan p-n verbindingen omvatten, waarmee er een enkelevoudige potentiaalbarrière kan worden gevormd.

20 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de collector 130 zijn gecoat met een ohmse contactlaag 131.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de ohmse contactlaag 131 goud bevatten.

25 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de basis 120 zijn aangebracht tussen de emitter 110 en de collector 130, waarmee de emitter 110 en de collector 130 worden gekoppeld.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 30 uitvinding kan de basis weerstand 121 zijn verbonden met de basis 120.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan het magnetische weerstand biedend element een 1029892 9 magnetische weerstand biedend element met tunnelwerking zijn, een spin-klep element en/of een zeer groot magnetische weerstand biedend element.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 5 uitvinding kunnen veranderingen in de stroomsterkte voor de collector 130 van de spin-transistor 100 worden gemeten.

Fig. 2 geeft de spin-transistor 100 van fig. 1 weer samen met een meetinrichting 200 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding.

10 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan, zoals is te zien in fig. 2, de meetinrichting 200 een ampèremeter 160 bevatten die de afgevoerde elektrische stroom uit de collector 130 kan meten. De meetinrichting 200 kan verder één of meer spanningsbronnen 15 140 en 150 omvatten, die zo zijn uitgevoerd dat ze bijvoorbeeld, respectievelijk spanningen toevoeren aan de emitter 110 en de basis 120. Spanningsbronnen en ampèremeters zijn zodanig bekend dat ze omwille van de beknoptheid hier verder niet zullen worden beschreven.

20 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kunnen er vanuit de spanningsbronnen 140 en 150 spanningen (VE) 140 en (VB) 150 worden toegevoerd aan respectievelijk de emitter 110 en de basis 120. Een ingevoerde emitterstroom kan zijn bepaald door de spanning VEB 25 tussen de emitter en de basis, gedeeld door de weerstand van het magnetische weerstand biedend element. De weerstand van het magnetische weerstand biedend element kan variëren afhankelijk van de aangebrachte verschillende magnetische velden. De weerstand van het magnetische weerstand biedend 30 element kan zodoende worden geregeld door de sterkte van het magnetisch veld, teneinde verschillende ingaande stroomsterkten en de daarbij behorende uitgaande stroomsterkten op te leveren.

1029892 10

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan het opnemen van de enkelvoudige potentiaalbarrière van de spintransistor de constructie van de spintransistor vereenvoudigen.

5 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de werkwijze voor het vervaardigen van de verschillende elementen van de spin-transistor onderdeel vormen van een halfgeleider proces.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 10 uitvinding kunnen de emitter 110, de basis 120 en de collector 130 elk zijn aangebracht op een halfgeleider onderlaag, een glazen onderlaag of een plastic onderlaag.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan de halfgeleider onderlaag een onderlaag op 15 basis van silicium en/of een GaAs onderlaag bevatten. Met deze opbouw kan de toegevoerde stroomsterkte worden vergroot, hetgeen vervolgens de afgevoerde stroomsterkte kan opvoeren, waarmee de veranderingen van de stroomsterkte van de collector 130 groter kunnen worden.

20 In een andere voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding kan er een magnetische weerstand biedend element met tunnelwerking worden opgenomen voor het meten van fluctuaties in de stroomsterkte bij kamertemperatuur.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 25 uitvinding, kan het magnetische weerstand biedend element met tunnelwerking een gelaagde structuur hebben met eventueel een eerste ferromagnetische laag, een isolatielaag en/of een tweede ferromagnetische laag.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 30 uitvinding kan de basis 120 de eerste ferromagnetische laag bevatten.

Fig. 3 is een grafiek van meetresultaten voor veranderingen in de stroomsterkte verkregen met de 1029892 11 meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding.

In een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding waarop fig. 3 betrekking heeft, kunnen de 5 basis weerstand, de emitterspanning en de basis spanning respectievelijk 2000 Ω, 600 mV en 0V bedragen. De bijbehorende veranderingen in de stroomsterkte kunnen worden afgelezen uit de grafiek van fig. 3. De emitterstroom IE kan afnemen van 91,5 nA tot 83,6 nA en de verandering van de 10 stroomsterkte voor de emitter 10 kan 9,45% toenemen; de basis stroomsterkte IB kan afnemen van 46,6 nA tot 41,3 nA en de verandering van de stroomsterkte voor de basis 120 kan 12,8% toenemen; en de collectorstroom Ic kan afnemen van 46,5 nA tot 41,2 nA en de verandering van de stroomsterkte voor de 15 collector 103 kan 12,7% toenemen.

Fig. 4 is een andere grafiek van meetresultaten voor de veranderingen van de stroomsterkte, verkregen met de meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding.

20 In een ander voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding waarop fig. 4 betrekking heeft, kan de basis weerstand een weerstand hebben van 100.000 Ω, kan de emitterspanning 65 mV bedragen en de basisspanning 0V. De veranderingen van de stroomsterkte kunnen worden afgelezen 25 uit de grafiek van fig. 4. De emitterstroom IE kan afnemen van 97,8 nA tot 90,6 nA en de verandering van de stroomsterkte voor de emitter kan 8% toenemen. De basis stroomsterkte IB kan afnemen van 17,86 nA tot 15,72 nA en de verandering van de stroomsterkte voor de basis 120 kan 13,6% 30 toenemen. De collectorstroom IC kan afnemen van 80,3 nA tot 74,8 nA en de verandering van de stroomsterkte voor de collector 130 kan 7,5% toenemen. De veranderingen van de ferromagnetische stroom, zoals die zijn af te lezen in 1 0 2 9 8 9 2 12 grafiek 4, kunnen zodoende in vergelijking met de meetresultaten van fig. 3, worden bijgesteld door de basisweerstand, de emitterspanning en/of de basisspanning te veranderen.

5 Fig. 5 is een andere grafiek van meetresultaten voor de veranderingen van de stroomsterkte verkregen met de meetinrichting 200 van fig. 2 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 10 uitvinding waarop fig. 5 betrekking heeft, kan er een spin-magnetische weerstand biedend element worden gebruikt voor het meten van veranderingen in de stroomsterkte bij kamertemperatuur. De basis 120 kan zijn aangebracht tussen het spin-magnetische weerstand biedend element en het 15 passieve element.

In een voorbeeld van een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding waarop fig. 5 betrekking heeft, kunnen de basisweerstand, de emitterspanning en de basisspanning respectievelijk 100 Ω, 1,26 V en 0V bedragen. De 20 veranderingen in de stroomsterkte kunnen worden afgelezen uit de grafiek van fig. 5. De emitterstroom IE kan afnemen van 5,15 mA tot 5,03 mA, en de verandering van de stroomsterkte voor de emitter kan 2,28% toenemen. De basisstroom IB kan afnemen van 4,68 mA tot 4,61 mA en de verandering van de 25 stroomsterkte voor de basis 120 kan 1,52% groter worden. De collectorstroom Ic kan afnemen van 0,46 mA tot 0,41 mA en de verandering van de stroomsterkte voor de collector 130 kan 11% toenemen.

Fig. 6 is een andere grafiek van meetresultaten voor 30 de veranderingen van de stroomsterkte verkregen met de meetinrichting 200 van fig. 5 volgens een voorbeelduitvoering van de huidige uitvinding.

1029892 13

In een ander voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de uitvinding waarop fig. 6 betrekking heeft, kan de emitterspanning worden bijgesteld op IV. De basis weerstand en de basis spanning kunnen respectievelijk worden 5 gehandhaafd op 100 Ω en 0V. De veranderingen in de stroomsterkte kunnen worden afgelezen uit de grafiek van fig.

6. De emitterstroom IE kan afnemen van 3,988 mA tot 3, 922 mA en de verandering van de stroomsterkte voor de emitter kan 1,716% toenemen. De basis stroom IB kan afnemen van 3,964 mA 10 tot 3,906 mA en de verandering van de stroomsterkte voor de basis 120 kan 1,502% toenemen. De basisstroom Ic kan afnemen van 20 μΑ tot 10,28 μΑ en de verandering van de stroomsterkte voor de collector 130 kan 94,55% toenemen.

In een andere voorbeelduitvoering van de huidige 15 uitvinding kan er bij kamertemperatuur gebruik worden gemaakt van een spin-transistor, met als gevolg een vergrote afgevoerde stroom en een toegenomen verandering van de stroomsterkte als gevolg van het gebruik van een enkele potentiaalbarrière. De afgevoerde stroom, de verandering van 20 de stroomsterkte en de stroomversterking kunnen worden ingesteld door tenminste de emitterspanning, of de basisspanning en/of de basisweerstand te veranderen. De spin-transistor kan zodoende, zoals is aangegeven in de voorbeelduitvoeringen van de huidige uitvinding, worden 25 gebruikt in toepassingen met verschillende eisen ten aanzien van de uitgaande spanning, de verandering van de stroomsterkte en/of de stroomversterking.

Terwijl voorbeelduitvoeringen van de huidige uitvinding op bovenstaande wijze zijn beschreven moge het 30 duidelijk zijn dat ze op verschillende manieren kunnen worden veranderd. Zo geven bijvoorbeeld fig. 3-6 grafieken weer van gemeten stroomkarakteristieken voor verschillende voorbeelden van spin-transistoren. Het moge echter duidelijk zijn dat dit 1029892 14 specifieke voorbeelden zijn en dat gebruik kan worden gemaakt van andere waarden voor de toegevoerde stroomsterkte, spanningen en/of weerstanden om verschillende voorbeelden van spin-transistoren mogelijk te maken.

5 Zulke variaties worden niet beschouwd afwijkend te zijn van de geest en de reikwijdte van de voorbeelduitvoeringen van de huidige uitvinding, en het is de bedoeling dat al dergelijke wijzigingen die voor de hand liggend zouden zijn voor diegenen die op dit gebied deskundig 10 zijn, zijn omsloten door de reikwijdte van de volgende conclusies.

1029892

Claims

1. Spin-transistor, gekenmerkt door: een emitter met een primaire weerstand; een collector die voorziet in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige potentiaalbarrière van de 5 transistor is; en een basis voor het koppelen van de emitter en de collector.

2. Spin-transistor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de primaire weerstand kan worden ingesteld door 10 middel van een magnetisch veld.

3. Spin-transistor volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de collector een passief element is.

4. Spin-transistor volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een basis-weerstand, die is 15 verbonden met de basis om te voorzien in een spanningsverschil.

5. Spin-transistor volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de emitter een magnetische weerstand biedend element is.

6. Spin-transistor volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de emitter tenminste een dunne magnetische laag bevat.

7. Spin-transistor volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de emitter tenminste één van de volgende 25 elementen omvat: een magnetische weerstand biedend element met tunnelwerking, een inherent weerstand biedend element, of een zeer groot magnetische weerstand biedend element.

8. Spin-transistor volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de collector tenminste een 30 diode of een weerstand omvat.

9. Spin-transistor volgens conclusie 8, met het 1029892 » kenmerk, dat de diode tenminste één van de volgende elementen omvat: p-n junction diode, p-i-n diode, een Schottky-barrier diode, een planar-doped-barrier diode, een tunnel diode, een resonnant-tunneling diode, een resonant-interband-tunneling 5 diode, een single-barrier tunnel diode, een single-barrier en interband-tunneling diode, een real-space-transfer diode, een heterostructure hot-electron diode, een impact-ionization-avalanche transit-time diode, een barrier-injection transittime diode, een p-i-n fotodiode, een Schottky-barrier 10 fotodiode en een avalanche fotodiode.

10. Spin-transistor volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een ohmse contactlaag die is verbonden met de collector.

11. Spin-transistor volgens conclusie 10, met het 15 kenmerk, dat de ohmse contactlaag voorziet in een uitwendige elektrische verbinding.

12. Spin-transistor volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de emitter, of de basis of de collector zijn aangebracht op een halfgeleider onderlaag.

13. Spin-transistor, gekenmerkt door: een collector om te voorzien in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige potentiaalbarrière van de transistor is; en een emitter en een basis die een eerste magnetisch- 25 weerstandselement vormen, waarbij de emitter en de basis een eerste instelbare weerstand hebben en waarbij de eerste instelbare weerstand berust op een magnetisch veld, waarbij de basis is geplaatst tussen de emitter en de collector om de emitter en de collector te koppelen.

14. Spin-transistor volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de collector een tweede magnetische weerstandselement is.

15. Spin-transistor volgens conclusie 13 of 14, met 1029892 > het kenmerk, dat de collector een tweede instelbare weerstand omvat, waarbij de tweede instelbare weerstand berust op een magnetisch veld.

16. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-15, 5 met het kenmerk, dat er op de collector tenminste één dunne magnetische laag als coating is aangebracht.

17. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-16, gekenmerkt door een basisweerstand die is verbonden met de basis.

18. Spin-transistor volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de basisweerstand voorziet in een spanningsverschil.

19. Spin-transistor volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de tenminste aanwezige enkele dunne magnetische 15 laag een ferromagnetische laag omvat, die in de buurt ligt van de collector.

20. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-19, met het kenmerk, dat de basis een ferromagnetische laag is.

21. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-20, 20 met het kenmerk, dat het eerste magnetische weerstandselement tenminste één van de volgende elementen omvat: een magnetische weerstand biedend element met tunnelwerking, een inherent weerstand biedend element, of een zeer groot magnetische weerstand biedend element.

22. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-21, met het kenmerk, dat de collector tenminste een diode of een weerstand omvat.

23. Spin-transistor volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de diode tenminste één van de volgende elementen 30 omvat: p-n junction diode, een p-i-n diode, een Schottky-barrier diode, een planar-doped-barrier diode, een tunnel diode, een resonant-tunneling diode, een resonant-interband-tunneling diode, een single-barrier tunnel diode, een single- 1029892 V barrier interband-tunneling diode, een real-space-transfer diode, een heterostructure hot-electron diode, een impact-ionization-avalanche transit-time diode, een barrier-injection transit-time diode, een p-i-n fotodiode, een 5 Schottky-barrier fotodiode en een avalanche fotodiode.

24. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-23, gekenmerkt door een ohmse contactlaag die is gekoppeld met de collector.

25. Spin-transistor volgens conclusie 24, met het 10 kenmerk, dat de ohmse contactlaag voorziet in een externe elektrische verbinding.

26. Spin-transistor volgens één der conclusies 13-25, met het kenmerk, dat tenminste de emitter of de basis of de collector zijn aangebracht op een halfgeleider onderlaag.

27. Werkwijze voor het maken van een spin-transistor, gekenmerkt door: het aanbrengen van de collector als een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige potentiaalbarrière van de spin-transistor is.

28. Werkwijze volgens conclusie 27, gekenmerkt door: het aanbrengen van een emitter en een basis als een magnetische weerstand biedend element, waarbij de emitter en de basis een instelbare weerstand hebben, waarbij de instelbare weerstand berust op een magnetisch veld, en 25 waarbij de basis is geplaatst tussen de emitter en de collector om de emitter en de collector te koppelen.

29. Spin-transistor, gekenmerkt door: een collector om te voorzien in een potentiaalbarrière, waarbij de collector de enige 30 potentiaalbarrière van de spin-transistor is.

30. Spin-transistor volgens conclusie 29, gekenmerkt door: een emitter en een basis die een eerste magnetische 1029892 weerstand biedend element vormen, waarbij de emitter en de basis een instelbare weerstand hebben, waarbij de instelbare weerstand berust op een magnetisch veld, en de basis is aangebracht tussen de emitter en de collector om de emitter 5 en de collector te koppelen.

31. Spin-transistor volgens conclusie 29 of 30, gekenmerkt door een basisweerstand, die is verbonden met de basis.

32. Spin-transistor volgens conclusie 31, met het 10 kenmerk, dat de basis weerstand voorziet in een spanningsverschil.

33. Spin-transistor volgens conclusie 29, gekenmerkt door: een emitter als een eerste magnetische weerstand 15 biedend element, waarbij de emitter een instelbare weerstand heeft, en waarbij de instelbare weestand berust op een magnetisch veld; en een basis voor het koppelen van de emitter en de collector.

34. Spin-transistor volgens conclusie 33, gekenmerkt door: een basisweerstand, verbonden met de basis, om te voorzien in een spanningsverschil. 1029892